[實用新型]管流式液固雙相流沖刷腐蝕實驗裝置

無效

• 申請號: 00253528.9
• 申請日: 2000-12-21
• 公開（公告）號: CN2457597Y
• 公開（公告）日: 2001-10-31
• 發明（設計）人: 鄭玉貴;龍康;閻永貴;姚治銘;柯偉;敬和民;崔學順
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 中國科學院沈陽專利事務所
• 代理人: 張晨,周秀梅

本實用新型涉及沖刷腐蝕的研究，具體地說是一種管流式液固雙相流沖刷腐蝕實驗裝置。

在工程實際中管道沖刷腐蝕屢見不鮮，管流實驗是一種較好地模擬管道部件工況條件的實驗方法，其實驗結果有很高的實用價值。管流式裝置便于控制流體的流速流態，有很好的流體力學模型，結合流體力學參數如雷諾數、剪切應力等，可以很好地闡述材料的沖刷腐蝕機理，常規的管流裝置能研究材料在一定流速下的沖刷腐蝕規律，費用高，不能研究流體局部流速流態的分布和管壁附近顆粒的運動特征對材料沖刷腐蝕規律的影響。在工程實際中，局部擾流如突然擴充、突然收縮、凸臺、凹槽、彎管等常是沖刷腐蝕最為嚴重的部位，擾流條件下的沖刷腐蝕無疑應成為研究的重點，在擾流條件下，上述反映宏觀性能的平均流速已無法表征局部的流體力學條件，反映局部、微觀的瞬態流速尤其是近壁處流態的獲取通常有計算和測量兩種方法，其中測量方法目前主要運用光學等非接觸方式，包括激光多普勒測速(LDV或LDA,Laser-Doppler-Velocimeter?or?Anemometry)和粒子圖象測速技術(PIV,Particle?Image?Veklocimetry)。PIV是近幾年剛剛發展起來的，并在近1～2年獲得了飛速發展，是將來的發展方向，但仍有許多問題存在。LDV是從Yeh和Cummins1964年發現激光多普勒效應以來，經過二三十年的發展和完善起來的，在流體力學研究中已得到廣泛應用，把LDV技術應用于沖刷腐蝕的研究，目前還僅德國Heitz一家，他們曾建立了一套管流式設備，并運用LDV測試了流型突變部位，單相液流和液/固雙相流的流速流態，基于低速(＜0.884m/s)測量結果，提出了垂直管壁的速度擾動度的重要性，但缺乏高流速條件下的測試結果。

本實用新型的目的是提供一種能在高流速條件下，研究(測量)流體局部流速流態的分布和管壁附近顆粒的運動特征對材料沖刷腐蝕規律的影響的管流式液固雙相流沖刷腐蝕實驗裝置。

本實用新型的目的是這樣實現的：由貯液槽、貯水槽、帶有變頻器的泵、試樣段、電化學測試裝置及與光路裝置、信號處理器和數據處理器配合的激光測速儀組成，其中：

內置冷卻裝置的貯液槽下方通過管路與供液泵連接，在其連接處設一排液閥，供液泵另一端分兩個支路，一個支路經備用人工調流量閥至貯液槽，另一支路至試樣段；在試樣段另一端又分兩路，其中一路依次經放氣用電磁閥、流量計至貯液槽，另一路經水閥至貯液槽，其中電磁閥和流量計兩側分別設一水閥；

所述清洗用貯水槽依次與供水泵和加料斗管路相連的電磁閥、貯液槽管路連接，試樣段與電化學測試裝置電連接，所述激光測速儀與試樣段為其輸出的光橫穿通過試樣段的液體的位置關系；

所述試樣段中的試樣設計為突然擴充式，突然擴充之前，試樣段設有一充足的平滑段；分段式布置，即試樣為彼此間絕緣的多個環；在試樣段下方的管路里插設一與溫控儀相連的加熱套；所述貯液槽上設有一壓力表和兩個電磁閥，其中一個為加壓用電磁閥，另一個為放水用電磁閥。

本實用新型具有如下優點：

本實用新型能在高流速條件下研究流體局部流速流態的分布和管壁附近顆粒的運動特征，能有效模擬擾流條件下的沖刷腐蝕行為，并能給出擾流條件下的二維流速場和其它動力學參數，從而可深入研究流體力學因素對沖刷腐蝕的影響。此外，本裝置可實現動態電化學測量，因而便于研究沖刷腐蝕機理，其溫度也可以得到較好地控制；無級調速保證了流速的良好控制和各過流部件的安全運行；進一步，本實用新型配有沖氣加壓裝置，可防止實驗過程中汽泡的生成，便于消除氣蝕的影響，實驗結果證明，該裝置運行穩定，所得實驗結果可靠。

圖1為本實用新型結構示意圖。

下面結合附圖對本實用新型結構的工作過程作進一步詳細說明。如圖1所示，由貯液槽1、貯水槽4、帶有變頻器的泵5、試樣段8、電化學測試裝置及與光路裝置9、信號處理器和數據處理器配合的激光測速儀組成，其中：

內置冷卻裝置2的貯液槽1下方通過管路與供液泵5連接，在其連接處設一排液閥3，供液泵5另一端分兩個支路，一個支路經備用人工調流量閥至貯液槽1，另一支路至試樣段8；在試樣段8另一端又分兩路，其中一路依次經放氣用電磁閥、流量計10至貯液槽1，另一路經水閥至貯液槽1，其中電磁閥和流量計10兩側分別設一水閥；所述清洗用貯水槽1依次與供水泵6和加料斗管路相連的電磁閥、貯液槽1管路連接，試樣段8與電化學測試裝置電連接，所述激光測速儀與試樣段8為其輸出的光橫穿通過試樣段8的液體的位置關系；